海洋石油平台天然气机增压器润滑系统优化

孟庆鹏

摘  要：海洋石油平台是海洋油气资源开采的重要平台，我国具有漫长的海岸线且海洋油气资源丰富，借助于海洋石油平台能够实现对于海洋油气资源的开发。海洋石油平台是综合性的开采平台，做好海洋石油平台的维护与优化是提高油气开采效率的重要举措。海洋石油平台天然气机组所使用的2台涡轮增压器由于润滑系统缺陷导致天然气增压器磨损速度明显高于预期，为了提高增压器的使用效率，需要对增压器润滑系统进行改进优化。

关键词：天然气机增压器;润滑系统 ;冷却系统;改进优化

中图分类号：TE95          文献标志码：A

0 前言

海洋石油平台天然气机是海洋平台中的重要设备， 海洋石油平台天然气机所使用的涡轮增压器在海上平台的内燃机上已经广泛应用且技术成熟，能够提高发动机功率和减少废气排放。

某海洋石油平台天然气机上的天然气机增压器在使用过程中频繁出现磨损超预期的问题，所更换的易损件在远低于预期的情况下频繁磨损，不仅影响了海洋石油平台天然气机的正常使用，同时增加了海洋石油平台天然气机的维护难度和安全隐患，为保障海洋石油平台天然气机的安全运行，提高海洋石油平台天然气机的使用效率，需要对海洋石油平台天然气机增压器的进行优化。该文在分析海洋石油平台天然气机增压器问题的基础上对如何做好海洋石油平台天然气机增压器润滑系统的改进优化进行了分析介绍。

1 海洋石油平台天然气机增压器润滑系统所出现的问题分析

某海洋石油平台天然气机配有2台ABB TPS48-F31废气涡轮增压器，该型涡轮增压器在海上平台的内燃机上已经广泛应用，该型增压器技术成熟，能够有效提高发动机功率和减少废气排放。涡轮增压器常规保养周期为8 000 h～12 000 h，常规保养期间只需更换相应损耗件即可。而某平台天然气机所使用的天然气机增压器自2016年起连续出现增压器零部件异常磨损现象，每次增压器中的易损件运行都达不到正常保养周期就出现漏油故障，在对增压器每次检修时都需要更换转子轴、轴承和壳体等部件，不仅维修难度大，耗时时间长，也进一步增加了维修成本，并容易在钻井平台上造成安全隐患。

针对这一问题， 通过与ABB和天然气机厂家技术人员对故障分析判断，确定造成该故障的原因是由于海洋石油平台天然气机增压器润滑系统所造成的。为提高增压器的使用效率可以通过对增压器进行改进，为改进这一问题需要对海洋石油平台天然气机增压器润滑系统进行改进优化。

2 某海洋石油平台天然气机增压器润滑系统改进优化策略与技术方案

2.1 某海洋石油平台天然气机增压器润滑系统改进所采用的策略

针对某海洋石油平台天然气机增压器润滑系统的改进优化将采用与有经验的企业进行技术合作的方式，通过借助于相关企业的成熟经验完成对于天然气机增压器改进后的具体的安装、调试，并重点通过对天然气机润滑系统、冷却系统及增压器进行改造解决以上问题，保障天然气机组的安全运行。国内许多相关企业在涡轮增压器系统的研究、应用领域都具有一定的技术实力，能够针对当前平台涡轮增压器存在的问题提出合理的解决方案并实施。

通过ABB和天然气机厂家技术人员对故障现象分析判断并结合增压器的结构原理找到了故障原因，初步制定解决方案，而后结合改进目标进行研究，通过目标明确，路线清晰，针对性强确保改进工作取得良好的效果。改进项目人员通过熟悉系统工作原理，并借助丰富的实际操作经验和能力完成改进工作。

另外该项目通过进行了大量的前期调研工作，对海洋石油平台天然气机组的结构、工作特点、使用与维护和相关的维修要求等方面有了充分的认识，并初步对天然气机增压器润滑油泄漏故障进行了可行性改造方案及研究，对海上平台机组的运行制定了合理的优化，并结合平台及陆地相关专业人员的维修维护技术能力，具备实施基础。

2.2 某海洋石油平台天然气机增压器润滑系统所存在的问题

某海洋石油平台天然气机增压器故障频发，不仅维修难度大、维修成本高，同时也影响了海洋石油平台的正常运行，通过对增压器故障现象进行分析，并综合相关专家确定了某海洋石油平台天然气机增压器润滑、冷却系统的工作缺陷。某海洋石油平台天然气机增压器润滑、冷却系统所存在的问题主要有4种。1）天然气机增压器正常运行时轴承腔室内的滑油液面过高问题，导致的润滑油泄漏故障。2）滑油回流压力过高问题。天然气机曲轴箱排放管线过长，容易产生冷凝水聚集与滑油蒸汽混合发生乳化现象，导致曲轴箱背压过高，增压器润滑油回流受阻。3）燃气机正常停机或故障停机后，增压器润滑不足的问题。滑油系统停止向发动机的各个部件供应润滑油，此时增压器还未完全停止运转，旋转部件得不到有效润滑，加速涡轮增压器的磨损。4）天然气机正常停机或故障停机后，增压器冷却不足的问题。增压器依靠冷却水进行冷却并带走机组产生的热量，机组未设置强制冷却水泵，机组停机后增压器高温部件生产的热量无法得到有效冷却，增压器涡端燃气的温度通常能达到600℃，滑油在高温烘烤的作用下容易结焦，造成涡轮轴和轴承壳体异常磨损。

2.3 某海洋石油平台天然气机增压器润滑系统改进优化的可行性与方向

通过对某海洋石油平台天然气机增压器润滑系统存在的问题进行分析，确定需要对某海洋石油平台天然气机增压器润滑系统进行改进优化，提高某海洋石油平台天然气机增压器润滑系统运行的可靠性与稳定性，从而使得海洋石油平台天然气机润滑系统能够发挥出其应有的作用，保障某海洋石油平台天然气机增压器安全、高效的运行。由于国内相关企业在天然气发电机和涡轮增压器方面的技术基础雄厚，有增压器系统的研发、设计、制造的能力，做过类似项目;因此完成对于天然气机增压器润滑系统的改进、优化有技术经验可供借鉴。

此外，根据增压器拆检数据进行有效分析，结合平台现状天然气机增压器出现的问题进行充分的论证，可以准确地确定故障发生的原因;由于国内具有许多相关企业在涡轮增压器系统的研究，关于涡轮增压器系统的资料较为充分，结合涡轮增压器系统所产生的故障以及前期拆卸时所出现的故障点，可以对造成涡轮增压器系统故障频发的原因及故障点进行确定。通过研究制定出明确的改进思路与改进路线，增强改进的可靠性。某海洋石油平台天然氣机增压器润滑系统改进优化项目人员熟悉润滑系统工作原理，且具有丰富的实际操维经验和能力，从而为完成某海洋石油平台天然气机增压器润滑系统改进优化打下了良好的基础。

需要注意的是此次增压器改进项目仍有一定的技术风险：由于该型号的天然气机组在海洋石油平台中应用较少，其所具有的产品相应的技术设计与海洋平台实际应用中的天然气机增压器在尺寸、结构方面存在一定的偏差，借助机组厂家的技术资料对故障进行分析并制定相应的改进方面将会存在一定的不确定性，这是该项目主要的技术风险，也是制定改进方案时需要注意的问题。

尽管存在着一定的技术风险，但是经过对天然气机润滑系统、冷却系统及增压器本体进行改造将能够有效解决增压器所存在的问题，从而使得增压器能够满足平台使用需求，因此冒着一定的技术风险完成改造是十分重要且必要的。由于存在一定的技术风险，因此在制定增压器改进方案与技术路线时需要更加谨慎和细致，在工作中保持积极的工作作风、严谨的研究态度以及精细化管理，将技术风险降至最低，使其始终保持在可控状态，确保海洋石油平台天然气机增压器润滑系统改进能够顺利进行。

2.4 某海洋石油平台天然气机增压器润滑系统改进优化方案

某海洋石油平台天然气机增压器潤滑系统改进优化方案有4点。1）针对天然气机增压器正常运行时轴承腔室内的滑油液面过高问题可以通过对增压器加装滑油进油口的节流孔板，通过控制润滑进入量减少轴承腔室内的滑油的积聚，从而控制液面的高度，降低滑油泄漏的可能性，从而减少因润滑油泄漏而导致的磨损。2）针对滑油回流压力过高的问题可以通过对天然气机曲轴箱排放管线增加强排风机，降低回流压力解决曲轴箱背压过高的问题。通过增压器润滑油回流受阻，将能够有效地减少增压器泄漏润滑油。3）针对燃气机正常停机或故障停机后，增压器润滑不足的问题，可以通过对天然气机的润滑系统优化改造，增大燃气机正常停机或故障停机后的润滑量，从而避免因增压器因后润滑不足磨损导致的滑油泄漏问题。通过加大润滑能够进一步降低磨损，解决原来增压器中所存在的磨损加剧的问题。4）通过对天然气机冷却水系统进行优化改造，将使得增压器冷却系统具有更强的制冷效果，新增加后的冷却量能够带走增压器涡轮端所积聚的高温热量，从而解决好涡轮端因高温而产生的滑油结焦问题，从而使得涡轮端因润滑油结焦造成的涡轮轴和轴承壳体异常磨损泄漏问题得到解决。

3 结语

某海洋石油平台所使用的天然气机增压器由于存在缺陷导致增压器磨损加剧并频繁出现故障，严重影响着平台油气开采的正常运行。针对这一问题通过对天然气机涡轮增压器现状进行分析，并结合天然气机增压器的结构选择合适的优化改造方案;从而针对性地解决增压器漏油问题，通过弥补增压器润滑、冷却系统的工作缺陷，从而使得增压器涡轮机组能够在更加安全、可靠的工况条件下运行，降低机组运行过程中的风险，提高海洋平台天然气机组增压器的工作效率。保障海洋石油平台的安全、高效的运行。

参考文献

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